7.1行星的运动 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 7.1行星的运动 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 501.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-18 22:29:48 | ||
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文档简介
人教版必修第二册 7.1 行星的运动
一、单选题
1．行星 B绕着恒星A 运动的轨迹如图所示，行星在 M 位置时两者距离最近，行星在 N位置时两者距离最远，M、N、P、Q为轨迹上的四个对称点，则在这四个位置中，行星速度最大的位置为（ ）
A．Q位置 B．P位置 C．N位置 D．M位置
2．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．两行星运行周期之比为，其运行轨道的半长轴之比为（ ）
A． B． C． D．
4．哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是（ ）
A．24次 B．30次 C．124次 D．319次
5．“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜（FAST）。通过FAST测量水星与太阳的视角（水星B、太阳S分别与地球A的连线所夹的角），如图所示。若视角的正弦值最大为a，地球和水星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，则水星与地球的公转周期的比值为（ ）
A． B． C． D．
6．下列有关物理学史的表述正确的是（ ）
A．牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因
B．伽利略利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关
D．开普勒提出了行星运动的三大定律
7．“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（ ）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
8．某人造地球卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率小，则地球位于（ ）
A．F2位置 B．F1位置 C．A位置 D．B位置
9．根据开普勒行星运动定律，下述说法正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳的运动都是严格的匀速圆周运动
B．某个行星绕太阳运动时，在远日点的速度大于在近日点的速度
C．在太阳的各个行星中，离太阳越远周期越长
D．行星绕太阳运动的公转周期与行星到太阳的距离的二次方成正比
10．“所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上”，这个规律是下列哪位科学家发现的（ ）
A．牛顿 B．开普勒 C．伽利略 D．哥白尼
11．研究发现，银河系中有一种看不见但很重的物体，促使这些恒星在其周围转圈。其中一颗恒星S2完整轨道如图所示，它绕银河系中心的周期约16年。椭圆的半短轴约400AU（太阳到地球的距离为1AU），根据离心率可以判断轨道的长轴约为短轴的2.5倍，研究中可忽略其他星体对S2的引力，则银河系中心质量与太阳质量之比约（ ）
A． B． C． D．
12．2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼”FAST（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为，则的最大值为（ ）
A． B． C． D．
13．所有行星绕太阳运动的轨道都是（ ）
A．圆 B．椭圆 C．双曲线中一支 D．抛物线
14．行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为k，即，则常数k的大小（ ）
A．与行星的质量有关 B．只与恒星的质量有关
C．与行星的运行周期T有关 D．与行星的轨道半径R有关
15．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
B．太阳位于木星运行轨道的中心
C．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
D．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
二、填空题
16．关于行星绕太阳的运动，离太阳越远的行星公转周期___________（填“越大”或“越小）．
17．在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是_______________，跟彗星内核大小接近的是______________，太阳属于其中的_______________。
18．开普勒第一定律：所有行星绕 _______运动的轨道都是_______太阳处在椭圆的一个________上；
三、解答题
19．月球绕地球运动的周期为27d，则地球的同步卫星到地球中心的距离与月球中心到地球中心的距离之比为多少？
20．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的时候，天文学称为“火星冲日”。已知火星公转半径与地球公转半径的比值为（C为常数），地球的公转周期为T，求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次火星冲日的时间间隔。
21．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作一个天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的周期是1.84年，根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径是多少个天文单位的长度？(将地球和火星绕太阳公转的轨道近似看成圆形轨道)
22．某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳距离为r，远日点B到太阳的距离为，若行星经过近日点时的速度为，求该行星经过远日点时的速度的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
行星绕恒星沿椭圆轨道运动，由开普勒第二定律可知，行星与恒星的连线在相等时间内扫过的面积相等，即行星离恒星较近时运动较快，M点的运动速度最大。
故选D。
2．D
【详解】
根据开普勒第三定律＝k知
r3＝kT2
故选D。
3．C
根据开普勒第三定律得轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即
该题关键要掌握开普勒第三定律内容，轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即，与恒星质量有关。
【详解】
根据开普勒第三定律得轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即
两行星的运转周期之比为，所以它们椭圆轨道的半长轴之比为
故选C。
4．B
【详解】
设哈雷彗星的公转周期为T1、轨道半长轴为R1，地球的公转周期为T2、公转半径为R2，由开普勒第三定律可得
=≈76
即哈雷彗星的公转周期为76年，则回归的次数为
因此最合理的次数为30次，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
当视角最大时，地球和水星的连线恰好与水星的运动轨迹相切，设最大视角为，根据几何关系有
又
解得
选项D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
A．伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因，A错误；
B．伽利略研究铜球在较小倾角斜面上的运动，发现铜球做匀加速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，他对倾角斜面进行合理的外推，得出自由落体运动是匀加速直线运动，B错误；
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，C正确；
D．开普勒提出了行星运动的三大定律，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
“天问一号”做椭圆运动的半长轴为
根据开普勒第三定律，可得
地球公转周期为
解得
故选B。
8．B
【详解】
根据开普勒第二定律：地球和卫星的连线在相等的时间内扫过相同的面积，因为卫星在A点的速率比在B点的速率小，所以地球位于， ACD错误，B正确。
故选B。
9．C
【详解】
A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，对于每一个行星，它在近日点时的速率均大于在远日点的速率，故B错误；
C．根据开普勒第三定律公式可知，离太阳越远周期越长，故C正确；
D．根据开普勒第三定律公式可知，行星绕太阳运动的公转周期的平方与行星到太阳的距离的三次方成正比，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
开普勒通过研究第谷的行星观测记录，提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
故选B。
11．A
【详解】
根据开普勒第三定律有
式中k是与中心天体的质量M有关，且与M成正比；所以，对S2围绕银河系中心运动有
对地球围绕太阳运动有
两式相比，可得
带入数据可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．A
【详解】
设水星及“中国天眼”绕太阳做圆周运动的半径、周期分别为，由题意可知
根据开普勒第三定律知
根据几何关系知当水星与“中国天眼”的连线与垂直时，最大，且满足
联立解得
故选A。
13．B
【详解】
根据开普勒第一定律，可知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的焦点上。故选B；
14．B
【详解】
根据
可得
则常数k的大小只与恒星的质量有关。
故选B。
15．D
【详解】
A．根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，木星与太阳连线扫过的面积也相等，但二者与太阳连线扫过面积不相等。故A错误；
B．根据开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上。故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的大小会随到太阳的距离不同而发生变化，在近日点速度最大，在远日点速度最小。故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方。故D正确。
故选D。
16．越大
【详解】
行星绕太阳运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，所以公转半径越大，周期越大，即离太阳越远的行星公转周期越大．
【点睛】本题也可以根据开普勒第三定律分析．
17． 白矮星 中子星 中型星
【详解】
在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是白矮星，跟彗星内核大小接近的是中子星，太阳属于其中的中型星。
[1]白矮星
[2]中子星
[3]中型星
18． 太阳 椭圆 焦点
【详解】
[1][2][3]开普勒第一定律的内容是：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
19．1∶9
【详解】
因为此题也适用开普勒定律，根据开普勒第三定律解题即可（地球同步卫星的绕地周期为1d）。因为
所以
20．（1）CT；（2）
【详解】
（1）由开普勒第三定律
解得
（2）由题意
由角速度和周期关系
解得
21．1.5
【详解】
设地球和火星的轨道半径分别为r1、r2，公转周期分别为T1、T2。
根据开普勒第三定律有
=
得
r2=×r1=1.5(天文单位)
22．
【详解】
根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，如图所示
分别以近日点A和远日点B为中心，取一个很短的时间△t，在该时间内扫过的面积如图中的两个曲边三角形所示，由于时间极短，可把这段时间内的运动看成匀速率运动，从而有
可得该行星经过远日点时的速度大小为
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．行星 B绕着恒星A 运动的轨迹如图所示，行星在 M 位置时两者距离最近，行星在 N位置时两者距离最远，M、N、P、Q为轨迹上的四个对称点，则在这四个位置中，行星速度最大的位置为（ ）
A．Q位置 B．P位置 C．N位置 D．M位置
2．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．两行星运行周期之比为，其运行轨道的半长轴之比为（ ）
A． B． C． D．
4．哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是（ ）
A．24次 B．30次 C．124次 D．319次
5．“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜（FAST）。通过FAST测量水星与太阳的视角（水星B、太阳S分别与地球A的连线所夹的角），如图所示。若视角的正弦值最大为a，地球和水星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，则水星与地球的公转周期的比值为（ ）
A． B． C． D．
6．下列有关物理学史的表述正确的是（ ）
A．牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因
B．伽利略利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关
D．开普勒提出了行星运动的三大定律
7．“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（ ）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
8．某人造地球卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率小，则地球位于（ ）
A．F2位置 B．F1位置 C．A位置 D．B位置
9．根据开普勒行星运动定律，下述说法正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳的运动都是严格的匀速圆周运动
B．某个行星绕太阳运动时，在远日点的速度大于在近日点的速度
C．在太阳的各个行星中，离太阳越远周期越长
D．行星绕太阳运动的公转周期与行星到太阳的距离的二次方成正比
10．“所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上”，这个规律是下列哪位科学家发现的（ ）
A．牛顿 B．开普勒 C．伽利略 D．哥白尼
11．研究发现，银河系中有一种看不见但很重的物体，促使这些恒星在其周围转圈。其中一颗恒星S2完整轨道如图所示，它绕银河系中心的周期约16年。椭圆的半短轴约400AU（太阳到地球的距离为1AU），根据离心率可以判断轨道的长轴约为短轴的2.5倍，研究中可忽略其他星体对S2的引力，则银河系中心质量与太阳质量之比约（ ）
A． B． C． D．
12．2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼”FAST（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为，则的最大值为（ ）
A． B． C． D．
13．所有行星绕太阳运动的轨道都是（ ）
A．圆 B．椭圆 C．双曲线中一支 D．抛物线
14．行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为k，即，则常数k的大小（ ）
A．与行星的质量有关 B．只与恒星的质量有关
C．与行星的运行周期T有关 D．与行星的轨道半径R有关
15．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
B．太阳位于木星运行轨道的中心
C．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
D．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
二、填空题
16．关于行星绕太阳的运动，离太阳越远的行星公转周期___________（填“越大”或“越小）．
17．在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是_______________，跟彗星内核大小接近的是______________，太阳属于其中的_______________。
18．开普勒第一定律：所有行星绕 _______运动的轨道都是_______太阳处在椭圆的一个________上；
三、解答题
19．月球绕地球运动的周期为27d，则地球的同步卫星到地球中心的距离与月球中心到地球中心的距离之比为多少？
20．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的时候，天文学称为“火星冲日”。已知火星公转半径与地球公转半径的比值为（C为常数），地球的公转周期为T，求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次火星冲日的时间间隔。
21．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作一个天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的周期是1.84年，根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径是多少个天文单位的长度？(将地球和火星绕太阳公转的轨道近似看成圆形轨道)
22．某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳距离为r，远日点B到太阳的距离为，若行星经过近日点时的速度为，求该行星经过远日点时的速度的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
行星绕恒星沿椭圆轨道运动，由开普勒第二定律可知，行星与恒星的连线在相等时间内扫过的面积相等，即行星离恒星较近时运动较快，M点的运动速度最大。
故选D。
2．D
【详解】
根据开普勒第三定律＝k知
r3＝kT2
故选D。
3．C
根据开普勒第三定律得轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即
该题关键要掌握开普勒第三定律内容，轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即，与恒星质量有关。
【详解】
根据开普勒第三定律得轨道半长轴的三次方与运行周期的平方之比为常数，即
两行星的运转周期之比为，所以它们椭圆轨道的半长轴之比为
故选C。
4．B
【详解】
设哈雷彗星的公转周期为T1、轨道半长轴为R1，地球的公转周期为T2、公转半径为R2，由开普勒第三定律可得
=≈76
即哈雷彗星的公转周期为76年，则回归的次数为
因此最合理的次数为30次，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
当视角最大时，地球和水星的连线恰好与水星的运动轨迹相切，设最大视角为，根据几何关系有
又
解得
选项D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
A．伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因，A错误；
B．伽利略研究铜球在较小倾角斜面上的运动，发现铜球做匀加速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，他对倾角斜面进行合理的外推，得出自由落体运动是匀加速直线运动，B错误；
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，C正确；
D．开普勒提出了行星运动的三大定律，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
“天问一号”做椭圆运动的半长轴为
根据开普勒第三定律，可得
地球公转周期为
解得
故选B。
8．B
【详解】
根据开普勒第二定律：地球和卫星的连线在相等的时间内扫过相同的面积，因为卫星在A点的速率比在B点的速率小，所以地球位于， ACD错误，B正确。
故选B。
9．C
【详解】
A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，对于每一个行星，它在近日点时的速率均大于在远日点的速率，故B错误；
C．根据开普勒第三定律公式可知，离太阳越远周期越长，故C正确；
D．根据开普勒第三定律公式可知，行星绕太阳运动的公转周期的平方与行星到太阳的距离的三次方成正比，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
开普勒通过研究第谷的行星观测记录，提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
故选B。
11．A
【详解】
根据开普勒第三定律有
式中k是与中心天体的质量M有关，且与M成正比；所以，对S2围绕银河系中心运动有
对地球围绕太阳运动有
两式相比，可得
带入数据可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．A
【详解】
设水星及“中国天眼”绕太阳做圆周运动的半径、周期分别为，由题意可知
根据开普勒第三定律知
根据几何关系知当水星与“中国天眼”的连线与垂直时，最大，且满足
联立解得
故选A。
13．B
【详解】
根据开普勒第一定律，可知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的焦点上。故选B；
14．B
【详解】
根据
可得
则常数k的大小只与恒星的质量有关。
故选B。
15．D
【详解】
A．根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，木星与太阳连线扫过的面积也相等，但二者与太阳连线扫过面积不相等。故A错误；
B．根据开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上。故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的大小会随到太阳的距离不同而发生变化，在近日点速度最大，在远日点速度最小。故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方。故D正确。
故选D。
16．越大
【详解】
行星绕太阳运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，所以公转半径越大，周期越大，即离太阳越远的行星公转周期越大．
【点睛】本题也可以根据开普勒第三定律分析．
17． 白矮星 中子星 中型星
【详解】
在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是白矮星，跟彗星内核大小接近的是中子星，太阳属于其中的中型星。
[1]白矮星
[2]中子星
[3]中型星
18． 太阳 椭圆 焦点
【详解】
[1][2][3]开普勒第一定律的内容是：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
19．1∶9
【详解】
因为此题也适用开普勒定律，根据开普勒第三定律解题即可（地球同步卫星的绕地周期为1d）。因为
所以
20．（1）CT；（2）
【详解】
（1）由开普勒第三定律
解得
（2）由题意
由角速度和周期关系
解得
21．1.5
【详解】
设地球和火星的轨道半径分别为r1、r2，公转周期分别为T1、T2。
根据开普勒第三定律有
=
得
r2=×r1=1.5(天文单位)
22．
【详解】
根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，如图所示
分别以近日点A和远日点B为中心，取一个很短的时间△t，在该时间内扫过的面积如图中的两个曲边三角形所示，由于时间极短，可把这段时间内的运动看成匀速率运动，从而有
可得该行星经过远日点时的速度大小为
答案第1页，共2页
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